编辑推荐：
为解决印太地区珊瑚礁相关无脊椎动物类群生物多样性分布记录不全的问题，研究人员开展了印太地区虫黄藻共生软珊瑚多样性研究。通过基因方法，他们发现两个物种丰富中心，明确了生物地理分布模式，这对理解生态和保护管理意义重大。
在广袤无垠的海洋世界里，珊瑚礁宛如一座绚丽多彩的水下 “城市”，孕育着无数的生命。其中，虫黄藻共生软珊瑚（zooxanthellate soft corals）作为珊瑚礁生态系统的重要组成部分，对维持生态平衡起着关键作用。然而，尽管它们如此重要，人类对其多样性和地理分布的了解却十分有限。以往关于海洋生物多样性的研究，大多集中在少数知名类群，如浅水造礁石珊瑚（scleractinian corals）、珊瑚礁相关鱼类等。对于像虫黄藻共生软珊瑚这类占据许多印太地区珊瑚礁硬基质的无脊椎动物，其全球分布模式和生物多样性的驱动因素几乎是一片空白。这种知识的匮乏，不仅阻碍了我们对海洋生态系统的深入理解，也使得保护和管理海洋生物资源变得困难重重。因此，开展对印太地区虫黄藻共生软珊瑚生物多样性和生物地理分布的研究迫在眉睫。
来自美国哈维穆德学院（Harvey Mudd College）等多个研究机构的研究人员承担起了这一重任。他们通过对超过 4400 个软珊瑚标本进行两个单基因座条形码标记测序，将个体划分为分子操作分类单元（MOTUs，作为物种的替代） ，进而评估浅水虫黄藻共生软珊瑚的整体生物多样性和生物地理分布。研究结果意义重大，他们发现了虫黄藻共生软珊瑚的两个物种丰富中心，一个在印度 - 澳大利亚群岛（Indo - Australian Archipelago），另一个同样多样的中心位于西印度洋（Western Indian Ocean）。同时，软珊瑚的特有性中心与这些物种丰富中心相吻合，不过红海（Red Sea）和夏威夷（Hawaii）等周边地区也拥有较高比例的特有分类单元。这些发现表明，软珊瑚科的生物地理分布可能部分受到幼虫扩散潜力的影响。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为深入了解珊瑚礁生物地理学提供了关键线索，也为海洋生物多样性保护和管理提供了重要依据。
在研究方法上，研究人员主要运用了以下关键技术：首先是样本采集，在 1998 - 2023 年期间，研究人员在印太地区进行生物多样性调查时，利用水肺潜水采集了深度约 30 米的软珊瑚样本，样本采集后保存在乙醇中，并存放于博物馆。其次是 DNA 条形码和物种界定，从保存的组织中提取 DNA，对线粒体基因 mtMutS 和核 28S 核糖体 DNA 进行聚合酶链反应（PCR）扩增和桑格测序（Sanger - sequencing），然后用 MOTHUR 软件基于平均遗传距离阈值定义分子操作分类单元（MOTUs）。最后，通过构建占用矩阵、标准化物种丰富度估计、计算系统发育物种变异性（PSV）以及 β - 多样性分析等方法，研究生物多样性和群落组成模式。
下面来具体看看研究结果。在物种丰富度和系统发育多样性方面，研究发现使用不同标记估计的 MOTUs 数量不同，mtMutS 估计结果更保守。标准化样本覆盖率为 0.85 时，物种丰富度在不同省份差异显著，西印度洋、澳大利亚东北大陆架和西珊瑚三角区物种丰富度最高，而一些最东部省份如夏威夷、东南波利尼西亚物种丰富度最低。系统发育物种变异性（PSV）在最东部地区和爪哇过渡区最低，反映出这些地区部分科的缺失。不同繁殖方式的类群分布也不同，育幼类群物种丰富度在西印度洋等地最高，在东部印太地区大多省份缺失或较少；而广播产卵类群物种丰富度在南海和热带西北太平洋有显著峰值，且在各省份均有分布，但向东逐渐下降。
在特有性方面，MOTUs 区域特有性较高，66.8% 的 MOTUs 仅在一个省份发现，45.3% 由单个序列代表。不同类群特有性差异大，育幼类群通常高于广播产卵类群。特有性比例在西印度洋、澳大利亚东北大陆架、红海和夏威夷最高。地理分布广泛的 MOTUs 仅占少数，且在东部省份和部分其他省份占比较高。
群落组成上，β - 多样性指数反映出 MOTUs 的高区域特有性，大多数省份间物种组成差异主要源于周转而非嵌套性，但东部省份嵌套性较高。MDS 图显示，东部省份和豪勋爵岛（Lord Howe Is.）群落组成与其他省份不同，西印度洋和西北印度洋省份与东印度洋和中印度洋 - 太平洋省份也有所区别。
综合研究结论和讨论部分，该研究揭示的虫黄藻共生软珊瑚生物多样性模式与其他印太地区珊瑚礁生物不同，确定了多个多样性中心，且特有性中心与物种丰富中心重合。尽管存在采样偏差和单基因座遗传方法的局限性，但该研究首次记录了生物地理模式，为进一步探索该重要基础物种多样性的驱动因素奠定了基础。未来，增加采样和采用更敏感的基因组方法，将有助于更深入地理解印太地区生物多样性的分布、历史和驱动因素，从而更好地保护和管理海洋生态系统。
